Тема 19. Теория игр

19.01 Перекладывание камней одна куча

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела теория игр
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#49383

Два игрока, Петя и Ваня, играют в следующую игру. Перед игроками лежит куча камней. Игроки ходят по очереди, первый ход делает Петя. За один ход игрок может добавить в кучу два или три камня или увеличить количество камней в куче в четыре раза. Например, имея кучу из 15 камней, за один ход можно получить кучу из 17, 18 или 60 камней. У каждого игрока, чтобы делать ходы, есть неограниченное количество камней.

Игра завершается в тот момент, когда количество камней в куче становится не менее 83.

Победителем считается игрок, сделавший последний ход, т.е. первым получивший кучу, в которой будет 83 или больше камней.

В начальный момент в куче было S  камней; 6 ≤ S ≤ 80  .

Будем говорить, что игрок имеет выигрышную стратегию, если он может выиграть при любых ходах противника.

Укажите минимальное значение числа S  , при котором Петя может выиграть единственным способом в один ход.

Показать ответ и решение

Решение руками

Максимальный ход доступный нам в партии это ∗4  . Минимальное значение отрезка значений, в которых Петя побеждает первым ходом равняется: 83
-- = 20,75
 4  (округляем в большую сторону) = 21

Получается, что в отрезке [21;82] Петя выигрывает своим первым ходом.

Ответ: 21

Решение БУ (программой):
Для решения на Python используем рекурсию с проверкой всех возможных ходов (+ 2  , + 3  , × 4  ), чтобы определить, чья это выигрышная позиция.
Функция возвращает 0  , если игра уже завершена (камней ≥ 83  ), положительное число — если при оптимальной игре побеждает текущий игрок, и отрицательное – если побеждает соперник.
Так как первый ход делает Петя, цикл запускается от его лица: если значение функции положительное, выигрвает Пете, а если отрицательное – Ваня. Если функция вернёт 1  - значит Петя гарантированно выиграл первым ходом. При переборе возможных начальных значений программа выводит различные значения, минимальное - 21  .

# lru_cache позволит сэкономить ресурсы компьютера. Функция будет сохранять прошлые значения функций, а значит не придётся считать из заново.
from functools import lru_cache
@lru_cache(None)
def game(first_heap): # Функция игры
    if first_heap >= 83: # Если камней в куче стало больше 82
        return 0 # Прекращаем игру
    moves = [game(first_heap + 2), game(first_heap + 3), game(first_heap * 4)] # Прописываем ходы возможные в партии
    petya_win = [i for i in moves if i <= 0]
    if petya_win: # Проверяем есть ли выигрыш Пети в данной позиции
        return -max(petya_win) + 1 # От лица Пети будет выигрыш (положительное число, прибавляем 1, поскольку это будет уже следующий ход)
    else: # Если в данной позиции выигрыш Вани
        return -max(moves) # От лица Пети будет проигрыш (отрицательное число)

for i in range(6, 81): # Переберём возможные значения
    if game(i) == 1: # Если в данной позиции возможен выигрыш Пети первым ходом
        print(i) # Выведем нужное значение

Ответ: 21

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!